使用基于脉冲控制放大功率的移动设备快速检测SARS-CoV-2

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 分子诊断学 分子诊断
• 生物传感器技术技术

背景情况:

• 在生物传感器和临床诊断 (PoC) 方面已经进行了广泛的研究.
• 尽管取得了进展,但具有抗原测试用户友好性和PCR灵敏度/特异性的低成本分子生物传感器仍然未开发.
• 在SARS-CoV-2的流行突出了快速,准确的诊断工具的需要.

研究的目的:

• 开发一种新的,低成本的,用于分子诊断的手持式PoC设备.
• 为了在40分钟内实现PCR级别的病毒检测灵敏度和特异性.
• 为了实现使用微流体和脉冲控制放大 (PCA) 的分散或家庭测试.

主要方法:

• 开发了一种基于微流体的手持式PoC设备,包含脉冲控制放大 (PCA).
• 利用有限元分析 (FEA) 模拟来理解PCA原理和参数依赖性.
• 整合了一个精简的样本准备工作流程,并评估了分析性能.

主要成果:

• 该PCA装置在不到40分钟的时间内证明了PCR敏感性和特异性,用于病毒检测,包括样本准备.
• 达到了SARS-CoV-2病毒RNA的0.88副本/μL的检测极限 (LoD),相当于RT-qPCR.
• 验证了开发的生物传感器的目标特异性.

结论:

• 开发的PCA设备为分子诊断提供了一个经济有效,快速和移动的解决方案.
• 这项技术对分散和家庭使用的设置具有前景,改善了诊断的可访问性.
• 微流体和PCA的组合使得在传统实验室环境之外能够进行敏感和特定的分子检测.